I tradizionali strumenti di debug di PCB includono: oscilloscopio nel dominio del tempo, oscilloscopio TDR (riflettometria nel dominio del tempo), analizzatore logico e analizzatore di spettro nel dominio della frequenza e altre apparecchiature, ma questi mezzi non possono fornire un riflesso delle informazioni complessive dei dati della scheda PCB. Questo documento introduce il metodo per ottenere informazioni elettromagnetiche complete del PCB con il sistema EMSCAN e descrive come utilizzare queste informazioni per aiutare la progettazione e il debug.

EMSCAN fornisce funzioni di scansione dello spettro e dello spazio. I risultati della scansione dello spettro possono darci un’idea generale dello spettro prodotto da EUT: quante componenti di frequenza ci sono e qual è l’ampiezza approssimativa di ciascuna componente di frequenza. Il risultato della scansione spaziale è una mappa topografica con un colore che rappresenta l’ampiezza per un punto di frequenza. Possiamo vedere la distribuzione dinamica del campo elettromagnetico di un certo punto di frequenza generato dal PCB in tempo reale.

La “sorgente di interferenza” può essere localizzata anche utilizzando un analizzatore di spettro e una singola sonda di campo vicino. Qui utilizzare il metodo del “fuoco” per eseguire una metafora, è possibile confrontare il test sul campo lontano (test standard EMC) per “rilevare un incendio”, se c’è un punto di frequenza oltre il limite, è considerato come “trovato un incendio”. ”. Il tradizionale schema “Analizzatore di spettro + sonda singola” viene generalmente utilizzato dagli ingegneri EMI per rilevare da quale parte del telaio fuoriesce una fiamma. Quando viene rilevata una fiamma, la soppressione EMI viene generalmente effettuata mediante schermatura e filtraggio per coprire la fiamma all’interno del prodotto. EMSCAN ci consente di rilevare la fonte di un’interferenza, l'”accensione”, così come il “fuoco”, che è il percorso di propagazione dell’interferenza. Quando EMSCAN viene utilizzato per verificare il problema EMI dell’intero sistema, viene generalmente adottato il processo di tracciamento da fiamma a fiamma. For example, first scan the chassis or cable to check where the interference comes from, then trace the inside of the product, which PCB is causing the interference, and then trace the device or wiring.

Il metodo generale è il seguente:

(1) Individuare rapidamente le fonti di interferenza elettromagnetica. Guarda la distribuzione spaziale dell’onda fondamentale e trova la posizione fisica con l’ampiezza maggiore sulla distribuzione spaziale dell’onda fondamentale. Per l’interferenza a banda larga, specificare una frequenza nel mezzo dell’interferenza a banda larga (ad esempio un’interferenza a banda larga 60MhZ-80mhz, possiamo specificare 70 MHz), controllare la distribuzione spaziale di questo punto di frequenza, trovare la posizione fisica con l’ampiezza maggiore.

(2) Specificare la posizione e vedere la mappa dello spettro della posizione. Verificare che l’ampiezza di ciascun punto armonico in quella posizione coincida con lo spettro totale. Se sovrapposto, significa che la posizione specificata è il luogo più forte per produrre questi disturbi. Per l’interferenza a banda larga, controllare se questa posizione è la posizione massima dell’intera interferenza a banda larga.

(3) In molti casi, non tutte le armoniche vengono generate nella stessa posizione, a volte anche le armoniche e le armoniche dispari vengono generate in posizioni diverse, oppure ogni componente armonica può essere generata in posizioni diverse. In questo caso, puoi trovare la radiazione più forte osservando la distribuzione spaziale dei punti di frequenza che ti interessano.

(4) È senza dubbio il più efficace per risolvere i problemi EMI/EMC adottando misure nel luogo con la radiazione più forte.

Questo metodo di rilevamento EMI, che può davvero tracciare la “sorgente” e il percorso di propagazione, consente agli ingegneri di risolvere i problemi EMI al minor costo e più velocemente. Nel caso di un dispositivo di comunicazione, in cui le radiazioni venivano irradiate da un cavo telefonico, divenne evidente che l’aggiunta di schermature o filtri al cavo non era fattibile, lasciando gli ingegneri impotenti. Dopo che EMSCAN è stato utilizzato per eseguire il tracciamento e la scansione di cui sopra, è stato speso qualche yuan in più sulla scheda del processore e sono stati installati molti più condensatori di filtro, che hanno risolto il problema EMI che gli ingegneri non potevano risolvere prima. Localizzazione rapida dei guasti del circuito Figura 5: Diagramma di spettro della scheda normale e della scheda guasti.

Con l’aumentare della complessità del PCB, aumentano anche la difficoltà e il carico di lavoro del debug. With an oscilloscope or logic analyzer, only one or a limited number of signal lines can be observed at a time, whereas nowadays there may be thousands of signal lines on a PCB, and engineers have to rely on experience or luck to find the problem. Se disponiamo delle “informazioni elettromagnetiche complete” della scheda normale e della scheda difettosa, possiamo trovare lo spettro di frequenza anormale confrontando i due dati, quindi utilizzare la “tecnologia di localizzazione della sorgente di interferenza” per scoprire la posizione della frequenza anormale spettro, e quindi possiamo trovare rapidamente la posizione e la causa del guasto. Quindi, la posizione dello “spettro anomalo” è stata trovata sulla mappa di distribuzione spaziale della placca di faglia, come mostrato in FIG.6. In questo modo, la posizione del guasto è stata localizzata su una griglia (7.6 mm × 7.6 mm) e il problema potrebbe essere diagnosticato rapidamente. Figura 6: Trova la posizione dello “spettro anomalo” sulla mappa di distribuzione spaziale della placca di faglia.

Questo riassunto dell’articolo

Le informazioni elettromagnetiche complete del PCB, possono consentirci di avere una comprensione molto intuitiva dell’intero PCB, non solo aiutare gli ingegneri a risolvere i problemi EMI/EMC, ma anche aiutare gli ingegneri a eseguire il debug del PCB e migliorare costantemente la qualità di progettazione del PCB. EMSCAN ha anche molte applicazioni, come aiutare gli ingegneri a risolvere i problemi di sensibilità elettromagnetica.